同作用于系统的过程。
负（正）反馈：如果反馈回去的信号与系统的输入信号方向相反，称之
为负反馈；如果方向相同，则称之为正反馈。
内（外）反馈： 反馈控制：利用反馈信号对系统进行控制。
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? 英国J. Watt用离心式调速器控制蒸汽机的速度(1788年)。
蒸汽机离心调速器调速系统 结构示意图
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? 英国J. Watt用离心式调速器控制蒸汽机的速度(1788年)。
动态关系：系统在外界条件作用（输入或激励、包括控制与外界干扰）
下，从一定初始状态出发，所经历由内部的固有特性 （由系 统结构与参数所决定）所决定的动态历程（输出或响应）
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第一章 绪论
自动控制原理
汽车自动焊装生产线
第一章 绪论
自动控制原理
汽车风挡玻璃涂胶机器人
第一章 绪论
自动控制原理
人造卫星
第一章 绪论
给定n0 比较 机构
-
转换 机构
阀 门
蒸汽 q 系统
T 蒸汽机
实际n
离心机构
蒸汽机离心调速器调速系统 原理方框图
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第四节 本课程的特点及学习方法
课程特点： 内容抽象、概括性强、涉及知识范围广。
学习方法： 1、准确使用数学结论，不必过分追求数学论证 2、对物理概念要明确掌握 3、做好笔记、作业、实验，有利于概念的理解
1、能满足自动化技术高度发展的需要
2、与信息科学和系统科学紧密相关
3、提供了辩证的系统分析方法
不但从局部，而且从整体认识和分析机械系统，改进 和完善机械系统，以满足科技发展和工业生产的实际需要。
课程的体系结构
1
一般 概念
2
系统 模型
时域法 3
复域法* 性 能 频域法 4 指标
6
5
稳定性
6
第一章 绪论
4）系统辨识： 系统的输入、输出均已知，分析 系统由哪些环节组成，并求出各环节参数，建立 系统的数学模型。
5）滤波与预测： 系统已定，输出已知，要识别 输入或输入中的有关信息。
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三、反馈及反馈控制
控制论的核心内容是通过信息的传递、加工处理和反馈 来进行控制。
反馈：将系统的输出全部或部分地返送回系统的输入端，并与输入信号共
第一章 绪论
自动控制原理
自动控制的特点：
? 无人直接参与 ? 机器、设备或生产过程的工作状态或参数若发生变化 ? 自动实现某种规律运行
自动控制技术应用实例：
? 数控车床按照规定程序自动地切削工件； ? 化学反应炉自动地维持温度或压力的恒定； ? 导弹发射和制导系统自动地把导弹引向敌方目标；
二、机械工程控制论的研究对象与任务
和基本方法的运用。
第二节 控制系统的工作原理与组成
? 课程类型： 专业限选课。
2
课程的性质和特点
? 机械控制工程是研究 控制论 在机械工程中应用的科
学。它是一门 技术科学，也是一门跨控制论和机械工程
领域的边缘学科。《机械控制工程基础》是本学科的技
术基础课。
电工电子 复变函数
理论力学
线性代数 微积分
机械控制工程基础
电机与拖动
检测技术 数控技术
等
? 理论性非常强但又和实际应用紧密结合。
3
第一章 绪论
二、成绩评定：
自动控制原理
? 平时成绩 30%
按100分制：出勤 30分，缺课扣分； 课堂表现 10分； 作业+笔记35分，只允许补上一次的作业； 实验25分，实验操作表现和实验报告。
? 考试成绩 70%：闭卷
4
第一章 绪论
自动控制原理
机械工程控制论
随着工业生产和科学技术的不断发展，机械工程控制 论—自动控制原理这门新兴学科越来越为人们所重视：
自动控制原理
导弹
第一章 绪论
洗衣机
自动控制原理
第一章 绪论
自动控制原理
普通车床
第一章 绪论
自动控制原理
数控加工中心
2、机械工程控制论的任务 1）系统分析： 系统已定、输入已知，求输出。
2）最优控制： 系统已确定、输出已知，求输入， 要求输出符合给定最佳值 。 3）最优设计： 已知输入，输出给定，要确定系统， 使输出尽可能符合给定最佳要求。
机械控制工程基础
（自动控制原理）
1
第一章 绪论
自动控制原理
一、课程的性质
? 课程地位： 电气工程及自动化专业的主干课程， 也是一些硕士点考研的必修课程，各个专业方向的 专业课，均离不开自动控制理论。
? 课程特点： 学时多，理论性强，是一门专业基础 课（核心课程），以高数、物理、复变函数、电工 电子等课程为基础，同时又是后续一些课程的基础 课和先导课，因而起着承上启下的作用。
1、机械工程控制论的研究对象
是机械工程技术中广义系统的动力学问题。即研究系统及其 输入、输出三者之间的动态关系。
系统：由相互联系、相互作用的若干部分构成且有一定运动规律的有机
整体。
广义系统：通常机械工程控制论简称机械控制工程，其所研究的系统
可大可小，可繁可简，完全由研究的需要决定，因而称之为广义系统。
SISO
时域、复域、频域
反馈控制 分析法
线性定常系统
系统稳定
微分方程 拉氏变换
?现代控制理论 ( 20世纪60-70年代 )
传递函数
MIMO 非线性系统、时变系统
最优控制 状态空间分析法
矩阵理论 （线性代数）
?智能控制理论 ( 20世纪70年代至今 )
状态 方程
模糊控制
神经网络 人工智能
遗传算法
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控制论
控制论、相对论和量子论---20世纪上半叶的三项科学革命， 也是人类认识客观世界的三大飞跃。
控制论是研究各类系统的调节和控制规律的科学，是由 自动控制、电子技术、计算机科学、神经生理学、医学、统 计学等多种学科相互渗透而产生的一门交叉科学，是在20世 纪40年代逐渐形成的。
1948年，美国数学家N·维纳发表了《控制论》，基本上
第一节 机械工程控制论的基本含义 第二节 控制系统的工作原理与组成 点及学习方法
7
学习重点
? 理解掌握自动控制和自动控制系统的基本概念； ? 重点掌握闭环控制系统的原理和组成；
? 掌握反馈控制系统的基本要求 ；
8
第一章 绪论
自动控制原理
第一节 机械工程控制论的基本含义
形成了经典控制理论，维纳在他的《控制论》一书的副标题 这样写道，控制论是“关于在动物和机器中控制和通讯的科 学”。
1954年我国科学家钱学森运用控制论的思想和方法，首 创了工程控制论，把控制论推广到工程控制领域，奠定了工 程控制论这一技术科学的基础。
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一、自动控制原理的发展概况
? 经典控制理论 ( 20世纪30-50年代 )